fmincon 中 objective 函数和约束函数的单次计算

Question

在我的程序中，我需要解决优化例程中的边界值问题，该问题也具有非线性约束。使用 fmincon 解决问题，我需要 BVP 的解来评估 objective 函数和非线性约束函数。

目前我正在 objective 函数和约束函数中求解 BVP。有没有一种更有效的方法，在 objective 函数中对 BVP 进行一次评估后，我可以将解决方案传递给约束函数，以减少一次 BVP 评估。任何想法

Answer 1

创建一个带有额外输入的函数，用于区分这两个调用。这基本上是 objective 和约束函数的包装器，将所有必要的中间输出保存在 persistent 变量中：

function varargout = my_obj_con_function(..., option)

    persistent C, Ceq; % ... or any other data you might need

    switch (option)

        case 'obj'

            % objective function 
            [varargout{1}, data] = objfun(...); % 'data' is an example

            % constraint function 
            [C, Ceq] = confcn(data, ...);

        case 'con'

            % You've just computed this -- just return it
            varargout{1} = C;
            varargout{2} = Ceq;
            return 

    end

end

这样使用：

[...] = fmincon(@(x) my_obj_con_function(x, ..., 'obj'), ...
                x0,...
                Lb, Ub, ...
                A, b,...
                Aeq, beq, ...
                @(x) my_obj_con_function(x, ..., 'con'), ...);

这明确假设 fmincon 总是在调用 objective 函数之后调用约束函数 完全决策变量的值相同。现在我不确定是否可以保证这一点——您可能希望在情况并非如此时建立一些保护和机制。

fmincon 中 objective 函数和约束函数的单次计算

Single calculation for objective function and constraints function in fmincon

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